基于自适应Kalman滤波的智能电网信息攻击检测与定位研究

发布时间：2021-12-17 12:18

　　近年来,现代社会科学技术的迅猛发展,导致传统电网向着新型智能电网过渡,使其具有信息物理系统的一系列新特性。然而,由于信息物理系统具有复杂性、开放性等特征,存在许多潜在的针对广域测量和数据采集的恶意信息攻击,严重影响了智能电网的安全运行,促使人们加大对智能电网安全性的关注。因此,针对智能电网信息层容易被恶意攻击的特点,考虑通过设计自适应Kalman滤波器,对智能电网系统可能遭受的恶意信息攻击进行检测和定位研究,本文的主要工作如下:首先,针对智能电网遭受的虚假数据注入攻击检测问题,提出了基于自适应Kalman滤波器的残差检测函数算法用于检测该攻击的存在。基于三相电压的状态空间模型,给出并分析智能电网系统遭受的虚假数据注入攻击模型,进而研究其隐蔽性,再依据虚假数据攻击的注入会导致部分量测残差发生异常变化,在此基础上,通过设计自适应Kalman滤波器来检测虚假数据注入攻击的存在。其次,针对智能电网遭受的重放攻击检测问题,在用随机非线性部分弥补间歇性网络阻塞和非线性系统线性化带来的影响前提下,设计了基于该优化模型的自适应Kalman滤波算法用来提高估计精度。考虑重放攻击的攻击特性,进而对重放攻击...

【文章来源】： 燕山大学河北省

【文章页数】：77 页

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 本课题的研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电网安全性及信息攻击研究现状
        1.2.2 攻击检测及定位研究现状
    1.3 论文研究内容及安排
第2章 智能电网中虚假数据注入攻击检测研究
    2.1 引言
    2.2 智能电网状态空间模型
    2.3 攻击描述和问题提出
        2.3.1 虚假数据注入攻击模型
        2.3.2 隐蔽性分析
    2.4 自适应Kalman滤波器
        2.4.1 自适应Kalman滤波器设计
        2.4.2 滤波器稳定性证明
    2.5 虚假数据注入攻击的检测
        2.5.1 χ²-检测
        2.5.2 检测残差函数法
    2.6 仿真验证
        2.6.1 自适应Kalman滤波算法的有效性
        2.6.2 χ²-检测和欧几里得检测以及检测残差函数检测
    2.7 本章小结
第3章 智能电网中重放攻击检测研究
    3.1 引言
    3.2 智能电网状态空间的优化模型
    3.3 攻击描述和问题提出
        3.3.1 重放攻击模型
        3.3.2 重放攻击隐蔽性分析
    3.4 自适应Kalman滤波器
        3.4.1 自适应Kalman滤波器设计
        3.4.2 估计误差协方差的P_k+1|k+1有界性
    3.5 仿真验证
        3.5.1 自适应Kalman滤波算法的有效性
        3.5.2 χ²-检测和检测残差函数检测
    3.6 本章小结
第4章 智能电网中隐蔽信息攻击定位研究
    4.1 引言
    4.2 智能电网状态空间的扩充模型
    4.3 自适应Kalman滤波器组和逻辑决策矩阵
        4.3.1 一对一的滤波器组
        4.3.2 迭代滤波器组
        4.3.3 逻辑决策矩阵
    4.4 自适应阈值的设计
        4.4.1 残差的生成
        4.4.2 自适应阈值的计算
    4.5 仿真实验
        4.5.1 自适应阈值的有效性
        4.5.2 攻击定位
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[3]智能电网与能源网融合的模式及其发展前景 [J]. 李立浧,张勇军,陈泽兴,蔡泽祥,韩永霞,杨苹.  电力系统自动化. 2016(11)
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本文编号：3540105